سٹرلنگ انجن کیا ہے؟ سٹرلنگ انجن کیسے کام کرتا ہے؟ سٹرلنگ انجن کیسے دریافت ہوا؟ کن علاقوں میں استعمال ہوتا ہے؟ حرارت کی توانائی حرکت توانائی میں کیسے تبدیل ہوتی ہے؟ سٹرلنگ انجن کے بارے میں تفصیلات ہمارے مضمون میں ہیں۔
سٹرلنگ انجن کیا ہے؟
سٹرلنگ انجن ایک مشین ہے جو بند چیمبر کی بیرونی حرارت سے پیدا ہونے والی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرتی ہے۔ اسے گرم ہوا کا انجن بھی کہا جاتا ہے۔ جیسے جیسے گرم ہوا پھیلتی ہے اور سکیڑتی ہے، انجن حرکت کرنے لگتا ہے۔ اس کی ایجاد 1816 میں سکاٹش پادری، ریورنٹ رابرٹ سٹرلنگ نے کی تھی۔ انجن ان کے بھائی جیمز سٹرلنگ نے تیار کیا تھا۔ موجدوں کے زمانے میں بھاپ سے چلنے والی مشینیں استعمال ہوتی تھیں اور وہ کافی خطرناک تھیں۔ وہ زیادہ قابل اعتماد متبادل تلاش کرنے کے لیے نکلے۔ وہ کیا چاہتے تھے کہ حرارت کی توانائی کو براہ راست حرکت توانائی میں تبدیل کریں۔
سٹرلنگ انجن میں کیا ہے؟
- پاور پسٹن (ڈسپلیسر): یہ بند چیمبر میں گیس کو منتقل کرنے کا کام کرتا ہے۔ یہ عام طور پر بیٹا ٹائپ اور الفا ٹائپ انجنوں میں استعمال ہوتا ہے۔
- پسٹن: یہ انجن میں سلنڈروں میں حرکت کرکے حرارت کی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے میں مدد کرتا ہے۔
- فلائی وہیل: یہ وہ ڈھانچہ ہے جس سے پسٹن منسلک ہوتے ہیں۔ اس ڈھانچے کا کام پیدا ہونے والی مکینیکل توانائی کو حرکت پذیر حصوں میں منتقل کرنا ہے۔
- کولر: یہ بند چیمبر میں گیس کو ٹھنڈا کرنے میں مدد کرتا ہے۔ یہ انجن کو طویل عرصے تک استعمال کرنے میں مدد کرتا ہے۔
- ہیٹر: یہ انجن کا سب سے اہم حصہ ہے۔ اسے بند چیمبر میں گیس کو گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ حرارت کی توانائی کو حرکتی توانائی میں تبدیل کیا جا سکے۔
اس کے علاوہ، کچھ انجن کی اقسام میں، یہ ان کے علاوہ مختلف اجزاء میں استعمال کیا جا سکتا ہے. یہ مکمل طور پر ڈویلپرز کی صوابدید پر ہے۔
سٹرلنگ انجن کا کام کرنے کا اصول
ایک سٹرلنگ انجن کام کرنے والی گیس (عام طور پر ہوا یا گیسیں جیسے ہیلیم، ہائیڈروجن) کو بار بار گرم کرنے اور ٹھنڈا کرنے سے کام کرتا ہے۔
گیس گیس قوانین (دباؤ، درجہ حرارت، اور حجم کے نسبت) کے ذریعے بیان کردہ رویے کی نمائش کرتی ہے۔ جب گیس کو گرم کیا جاتا ہے، کیونکہ یہ ایک موصل جگہ پر ہے، اس کا دباؤ بڑھتا ہے اور پاور پسٹن کو متاثر کرتا ہے، جس سے پاور اسٹروک پیدا ہوتا ہے۔ جب گیس کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے، دباؤ کم ہوجاتا ہے اور اس کے نتیجے میں پسٹن اپنے ریٹرن اسٹروک پر کیے گئے کچھ کام کو گیس کو دوبارہ کمپریس کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ نتیجے میں نیٹ ورک تکلی پر طاقت پیدا کرتا ہے۔ کام کرنے والی گیس وقتاً فوقتاً گرم اور سرد ہیٹ ایکسچینجرز کے درمیان بہتی رہتی ہے۔ کام کرنے والی گیس کو پسٹن سلنڈروں کے اندر بند کر دیا جاتا ہے۔ لہذا یہاں کوئی ایگزاسٹ گیس نہیں ہے۔ پسٹن انجنوں کی دیگر اقسام کے برعکس، والوز کی ضرورت نہیں ہے۔
کچھ سٹرلنگ انجن کام کرنے والی گیس کو ٹھنڈے اور گرم ٹینکوں کے درمیان آگے پیچھے کرنے کے لیے سپلٹر پسٹن کا استعمال کرتے ہیں۔ کام کرنے والی گیس سلنڈروں کو مختلف درجہ حرارت پر رکھ کر حرکت کرتی ہے اس حقیقت کی بدولت کہ متعدد سلنڈروں کے پاور پسٹن ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔
اصلی سٹرلنگ انجنوں میں، ٹینکوں کے درمیان ایک ری جنریٹر رکھا جاتا ہے۔ یہ حرارت دوبارہ پیدا کرنے والے سے منتقل ہوتی ہے کیونکہ گیس کا چکر گرم اور سرد اطراف کے درمیان ہوتا ہے۔ کچھ ڈیزائنوں میں، الگ کرنے والا پسٹن ہی دوبارہ تخلیق کرنے والا ہوتا ہے۔ یہ ری جنریٹر سٹرلنگ سائیکل کی کارکردگی میں حصہ ڈالتا ہے۔ یہاں جس ڈھانچے کو ری جنریٹر کہا جاتا ہے وہ دراصل ایک ٹھوس ڈھانچہ ہے جو کچھ ہوا کو اس میں سے گزرنے سے نہیں روکے گا۔ مثال کے طور پر، اس کام کے لیے سٹیل کی گیندیں استعمال کی جا سکتی ہیں۔ جیسے ہی ہوا ٹھنڈے کمرے اور گرم کمرے کے درمیان چلتی ہے، یہ اس ری جنریٹر سے گزرتی ہے۔ گرم ہوا کے ٹھنڈے حصے تک پہنچنے سے پہلے، یہ ان گیندوں پر کچھ حرارتی توانائی چھوڑ دیتی ہے۔ جیسے ہی ٹھنڈی ہوا گرم طرف جاتی ہے، یہ پہلے جاری ہونے والی حرارت کی توانائی کے ساتھ تھوڑی گرم ہوتی ہے۔ دوسرے الفاظ میں، یہ گرم حصے میں داخل ہونے سے پہلے ہوا کو پہلے سے گرم کرکے اور ٹھنڈے حصے میں داخل ہونے سے پہلے پری کولنگ کرکے انجن کی کارکردگی کو بڑھاتا ہے۔
ایک مثالی سٹرلنگ انجن سائیکل کی نظریاتی کارکردگی وہی ہوتی ہے جو کارنوٹ ہیٹ انجن کے اندر اور آؤٹ لیٹ درجہ حرارت کے لیے ہوتی ہے۔ اس کی تھرموڈینامک کارکردگی بھاپ کے انجنوں سے زیادہ ہے۔ (یا کچھ سادہ اندرونی دہن اور ڈیزل انجن)
گرمی کا کوئی بھی ذریعہ سٹرلنگ انجن کو طاقت دے سکتا ہے۔ بیرونی دہن انجن، اظہار میں دہن اکثر غلط سمجھا جاتا ہے. گرمی کا ذریعہ دہن کے ذریعہ پیدا کیا جاسکتا ہے، لیکن یہ شمسی توانائی، جیوتھرمل توانائی یا جوہری توانائی بھی ہوسکتی ہے۔ اسی طرح، درجہ حرارت میں فرق پیدا کرنے کے لیے استعمال ہونے والا ٹھنڈا ذریعہ محیطی درجہ حرارت سے نیچے مختلف مواد ہو سکتا ہے۔ ٹھنڈا پانی یا ریفریجرینٹ کے استعمال سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، چونکہ ٹھنڈے ماخذ سے حاصل کیا جانے والا درجہ حرارت کا فرق کم ہوگا، اس لیے اس کے لیے بڑے لوگوں کے ساتھ کام کرنے کی ضرورت ہوگی، اور پمپنگ میں ہونے والی بجلی کا نقصان سائیکل کی کارکردگی کو کم کردے گا۔ دہن کی مصنوعات آپس میں نہیں آتیں۔ انجن کے اندرونی حصوں کے ساتھ۔ سٹرلنگ انجن میں چکنا کرنے والے تیل کی زندگی اندرونی دہن انجنوں کی نسبت لمبی ہوتی ہے۔
سٹرلنگ انجن کی اقسام
سٹرلنگ انجنوں کی 3 اہم اقسام ہیں۔ انجن کی دیگر اقسام 3 انجنوں کے بہتر ورژن ہیں۔
- الفا ٹائپ سٹرلنگ انجن:
یہ دو پسٹن، ایک فلائی وہیل، پسٹن کے ساتھ ایک بند گیس چیمبر، ہیٹ ایکسچینجرز، ایک ہیٹ جنریٹر، اور ایک فلائی وہیل پر مشتمل ہے۔ اس کا مقصد گرمی کے ذریعہ کے ساتھ سب سے اوپر رکھے ہوئے پسٹن کے علاقے کو گرم کرکے اس میں گیس کو چالو کرنا ہے۔ گرم گیس پسٹن کو آگے پیچھے دھکیلنا شروع کر دیتی ہے، دوسرا منسلک پسٹن حرکت کرنا شروع کر دیتا ہے، تاکہ گرم اور ٹھنڈی گیس چیمبر میں منتقل ہو جائے۔ پیدا ہونے والی توانائی کو فلائی وہیل کی مدد سے منتقل کیا جاتا ہے جس سے یہ دونوں پسٹن جڑے ہوئے ہیں۔
- بیٹا ٹائپ سٹرلنگ انجن:
ایک ہی شافٹ پر 2 پسٹن ہیں۔ یہ دونوں پسٹن ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔ نچلے حصے میں پسٹن کے ساتھ چیمبر کو گرم کرنے سے، بند چیمبر میں گیس کو گرم اور چالو کیا جاتا ہے. اس طرح، پسٹن اپنی اوپر کی حرکت شروع کرتا ہے۔ دوسرا منسلک پسٹن بھی کولڈ گیس کو چیمبر میں منتقل کرنے میں مدد کرتا ہے۔ فلائی وہیل، جس سے پسٹن منسلک ہوتے ہیں، پیدا ہونے والی توانائی کو منتقل کرتا ہے۔
- گاما قسم کا سٹرلنگ انجن:
دو الگ الگ پسٹن ہیں۔ بڑے پسٹن والے چیمبر کو گرم کیا جاتا ہے اور اس میں موجود گیس کو چالو کیا جاتا ہے۔ اس طرح فلائی وہیل کے ساتھ ایک دوسرے سے جڑے پسٹن حرکت کرنے لگتے ہیں۔
سٹرلنگ انجنوں کے فوائد
- چونکہ گرمی باہر سے لگائی جاتی ہے، اس لیے ہم ایندھن اور ہوا کے مرکب کو درست طریقے سے کنٹرول کر سکتے ہیں۔
- چونکہ گرمی فراہم کرنے کے لیے مسلسل حرارت کا ذریعہ استعمال کیا جاتا ہے، اس لیے جلے ہوئے ایندھن کی مقدار بہت کم ہے۔
- اس قسم کے انجن کو اپنی پاور لیول پر انجن کی اقسام کے مقابلے میں کم دیکھ بھال اور چکنا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
- وہ اندرونی دہن کے انجنوں کے مقابلے میں ساخت میں کافی آسان ہیں۔
- وہ کم دباؤ پر بھی کام کر سکتے ہیں، یہ بھاپ کے ذرائع کی مشینوں سے زیادہ محفوظ ہیں۔
- کم دباؤ ہلکے اور زیادہ پائیدار سلنڈروں کے استعمال کی اجازت دیتا ہے۔
سٹرلنگ انجنوں کے نقصانات
- ایندھن کی معیشت کے لحاظ سے قیمت زیادہ ہے، کیونکہ انجن کے پہلے آغاز میں ضروری حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔
- اس کی طاقت کو ایک مختلف سطح پر لے جانا کافی مشکل ہے۔
- کچھ سٹرلنگ انجن تیزی سے شروع نہیں ہو سکتے۔ انہیں کافی گرمی کی ضرورت ہے۔
- عام طور پر ہائیڈروجن گیس بند چیمبر میں استعمال ہوتی ہے۔ تاہم جب اس گیس کے مالیکیول کافی چھوٹے ہوتے ہیں تو اسے چیمبر میں رکھنا مشکل ہوتا ہے۔ لہذا، ہمیں اضافی اخراجات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔
- ٹھنڈے حصے کو کافی گرمی جذب کرنی چاہیے۔ اگر گرمی کا بہت زیادہ نقصان ہوتا ہے تو انجن کی کارکردگی کم ہو جائے گی۔
سٹرلنگ انجنوں کی درخواست کے علاقے
سٹرلنگ انجن کم طاقت والے ہوا بازی کے انجنوں، سمندری انجنوں، ہیٹ پمپوں، مشترکہ حرارت اور بجلی کے نظام میں استعمال ہوتے ہیں۔ آج، یہ زیادہ تر شمسی پینل کے کھیتوں میں بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
تبصرہ کرنے والے سب سے پہلے رہیں